JP3871375B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の燃料噴射装置に関するものであり、気筒間差及び経時変化による燃料噴射特性の変化を迅速に補正することを意図したものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料噴射内燃機関においては、噴射すべき燃料量を機関回転数及び機関負荷に応じて算出している。そして、算出された量の燃料の噴射が行われるように燃料噴射弁の噴射時間の制御を行っている。ところが、噴射量と噴射時間との関係は気筒間差がありまた経時的な要因によって変化する。そのため、噴射時間による制御では所期の量の燃料の噴射が行われなかったり、気筒間での燃料噴射量のばらつきによりトルク変動が出たりする恐れがある。そこで、特開昭62−186034号公報では各気筒の燃料噴射弁から実際に噴射される燃料の量を燃料圧力の変化から把握し、このように把握される実際の燃料噴射量に対する計算される燃料噴射量の比によって次回の燃料噴射量の計算値の補正を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では噴射量と噴射時間との関係は全気筒で共通のものを使用し、気筒間で噴射量と噴射時間との関係にバラツキがでることにより噴射量が所期の値とに相違があった場合に対処するため、各気筒の噴射において計算された噴射量と圧力降下から計算された噴射量との比によって次回の噴射時間の補正を行っている。ところが、噴射量と噴射時間との関係は単なる直線関係ではなく、噴射量の実測値と計算値との比のみでは各気筒において迅速に所期の燃料噴射量を得ることはできない。
【0004】
この発明は各気筒の噴射特性の変動にも係わらずその特性の変動を迅速かつ的確に修正し、最適な燃料噴射量を得るようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の内燃機関の燃料噴射装置は、多気筒内燃機関において各気筒に設けられた燃料インジェクタと、各気筒の燃料噴射量インジェクタに接続されるコモンレールと、コモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを備え、内燃機関の運転条件に応じた値に制御するコモンレール圧力制御機構と、内燃機関の各運転条件に適合した燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、燃料噴射量算出手段により算出される燃料噴射量を得るため燃料インジェクタの開弁時間を気筒毎に格納した参照マップと、内燃機関の運転中に燃料インジェクタの開弁時間を各気筒毎に前記参照マップより算出し、対応の燃料インジェクタに出力するインジェクタ駆動信号形成手段と、燃料インジェクタから現実に噴射される燃料の量を圧力センサによるコモンレール圧の変化から各気筒毎に実測する燃料噴射量実測手段と、各気筒の噴射において、燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の計算値と燃料噴射量実測手段による燃料噴射量の実測値とによってそれぞれの参照マップを個別的に修正する手段とを具備してなる内燃機関の燃料噴射装置において、前記燃料噴射量実測手段により実測されるコモンレール圧の変化は、定常運転時のそれぞれの同一気筒における最小圧力値と目標圧力値との差とし、前記それぞれの参照マップを個別的に修正する手段の燃料噴射量の計算値及び実測値は、定常運転時のそれぞれの同一気筒における燃料噴射量の計算値及び実測値とすることによって、それぞれの参照マップを修正すると共に各修正されたマップに基づいて定常運転時における燃料噴射量の計算値に対応する各燃料インジェクタの開弁時間の算出を行うことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、好ましくは、さらに、前記参照マップの気筒毎の修正値は個別的に電源オフ時にも記憶内容を保持できる記憶装置に格納されることを特徴とする。
本発明は、このように構成されているので、特に、ポンプの圧力変化、各種内燃機関運転条件、燃料噴射量の計算値及び実測値などの諸状況が最も安定している定常運転時に参照マップを修正しその修正されたマップに基づいて各インジェクタの開弁時間を算出するものであるから、各気筒で精度のよい確実な燃料噴射量を得ることができるという効果を奏することができる。
【0006】
請求項4の発明のように燃料噴射量をコモンレールに設けた圧力センサの圧力降下により検出することにより、前気筒で共通の1個のセンサのみを使用することで各気筒の圧力降下を検出し、各気筒のマップ補正に利用することができ、コストを削減しつつ燃料噴射量の気筒間差及び経時変化を防止することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下この発明を具体的に説明すると、図1において、10は4気筒(多気筒)ディーゼル内燃機関の本体であり、12は各気筒に設けられる燃料インジェクタを概略的に示している。燃料インジェクタ12は高圧配管14を介してコモンレール16に接続される。コモンレール16には燃料タンク18からのディーゼル燃料が低圧ポンプ20及び高圧ポンプ22を介して導入される。周知のように、高圧ポンプ22はコモンレール16に導入される高圧燃料の量を制御する弁機構(図示しない)を備えており、コモンレール16の燃料圧力が機関運転条件に応じた所定値となるように前記弁機構の制御が行われる。
【0008】
制御回路24は各センサからの信号及び内部のプログラム及びデータによって燃料インジェクタ12による燃料噴射作動の制御を行う。この実施例では後述のように制御回路24はマイクロコンピュータシステムとして構成される。圧力センサ26はコモンレール16に設けられ、コモンレール16の燃料圧力Pc に応じた信号が制御回路24に入力される。クランク角度センサ28はクランク軸の所定回転角度例えば30°及び720°回転毎のパルス信号を発生するものである。クランク角度30°毎の信号の時間間隔より機関回転数Nを知ることができる。720°信号により気筒判別を行うことができる。また、負荷センサ30はエンジンの負荷Lに応じた信号を発生するものであり、具体的にはアクセルペダルの踏み込み量センサ等として構成することができる。
【0009】
図2は燃料インジェクタ12の詳細構造を示す。即ち、インジェクタ12のハウジング32の先端にニードルボディ34が筒状ホルダ36によって取り付けられる。ニードルボディ34内にニードル38が設けられ、ニードル38はニードルボディ34の先端の噴口40の開閉を行うものである。ニードルスプリング42はニードル38を下方に移動するように付勢しており、ニードル38によって噴口40は通常は閉鎖されている。ハウジング32内に高圧通路44が形成され、その下端はニードルボディ34内に形成される燃料溜室(図示しない)に連通され、上端は燃料入口46に接続される。燃料入口46にコモンレール16(図1)からその気筒のインジェクタ12への高圧配管14が接続される。従って、コモンレールからの高圧燃料は入口46、高圧通路44を介してニードルボディ34内の燃料溜室に導入される。
【0010】
ハウジング32内にコマンドピストン48が設けられ、コマンドピストン48は下端は連結ロッド50を介してニードル38に接続され、上端には背圧室52が形成される。背圧室52は第1のオリフィス53を介して高圧配管側(高圧通路44及び入口46)に接続される。
電磁弁機構54は背圧室52における燃料圧を制御することによりニードル38の開閉を制御する作動を行う。以下、この電磁弁機構54の構成を説明すると、本体56はハウジング32の上端にケース58と共にねじ込まれる。本体56内に筒状弁体60が上下摺動可能に設けられ、本体56の下端に形成される制御ポート62の開閉を行うことができる。制御ポート62は第2のオリフィス64を介して背圧室52に常時連通されている。本体56内における弁体60の周囲の空間はドレインポート66に開口しており、このドレインポート66はハウジング32内に形成される低圧通路を介して燃料タンク18(図1)のような燃料系統の低圧側部分に連通される。バランスロッド68は弁体60の中心孔に挿入され、弁体60内におけるバランスロッド68の下端面にバランス室70が形成され、このバランス室70は連通孔72を介して制御ポート62即ち背圧室52に常時連通下にある。バランスロッド68の上端は本体56から外部に突出され、磁性体より成るコア73に端面同志で当接している。コア73は巻枠74の中心部に固定され、かつ巻枠74内にソレノイド76が配置される。弁体60の上端部に一体に設けられたアーマチュア78はソレノイド76と端面同志で対向するように配置される。スプリング80は弁体60及びこれと一体のアーマチュア78を巻枠74から離間する方向に付勢する。
【0011】
ソレノイド76を消磁した状態においては、スプリング80による付勢力によって弁体60は制御ポート62を閉鎖する。従って、背圧室52における燃料圧はコマンドピストン48、連結ロッド50を介してニードル38を下方に移動するように付勢し、かつニードルスプリング42はニードル38を下方に付勢する。一方、高圧通路44よりニードル38にはこれをリフトせしめる燃料圧による力が加わる。しかしながら、背圧室52における燃料圧による力とスプリング42によるスプリング力との合力はニードル38をリフトせしめる燃料圧による力に打ち勝つため、ニードル38は閉弁される。
【0012】
ソレノイド76の通電によってアーマチュア78即ち弁体60がスプリング80に抗して持ち上げられ、制御ポート62はドレインポート66に連通され、背圧室52の圧力は低下する。そのため、ニードル38にかかる燃料圧によりリフトせしめる力が優勢となり、ニードル38はスプリング42に抗して開弁され、噴口40より燃料の噴射が行われる。
【0013】
ソレノイド76の通電を停止すると、それまでアーマチュア78を吸引していた電磁力は消失され、弁体60はスプリング80の付勢力によって下降され、制御ポート62を閉塞させる。そのため、背圧室52からドレインポート66への燃料の排出は停止され、第1のオリフィス53を介して流入される高圧燃料によって背圧室52の燃料圧は高まり、スプリング42による力と合体せしめられるニードル38を閉弁せしめる力が大きくなり、ニードル38を開弁させていた燃料圧による力に対して優勢となり、ニードル38は閉弁され、噴口40からの燃料噴射は停止される。
【0014】
次に、制御回路24の作動を説明すると、制御回路24はコモンレール16の圧力が内燃機関の運転条件に応じた所定の圧力となるように高圧ポンプ22からコモンレール16への燃料の導入を制御する。また、制御回路24は各気筒のインジェクタ12において所定のタイミングで所定の量の燃料噴射が行われるように各気筒のインジェクタ12のソレノイド76への作動信号の形成を行う。燃料噴射信号の形成の際に各気筒のインジェクタ12毎に設置された燃料噴射噴射量とインジェクタ12の開弁時間のマップよりその運転時に適合したインジェクタの開弁時間τ0 が算出され、また、噴射後のコモンレール16の圧力降下量より現実の燃料噴射量が把握され、この燃料噴射量の実測値と演算値とによりマップの更新が行われる。以下、図3〜図6のフローチャート及び図7のタイミングチャートによって制御回路24の作動を詳細に説明する。
【0015】
図3はコモンレール16の燃料圧力を機関運転条件に応じた所定値に制御するためのルーチンを示す。このルーチンは一定時間間隔、例えば4ミリ秒毎に実行される時間割り込みルーチン中に位置している。ステップ100 では負荷センサ30によって検出される負荷L(例えばアクセルペダル開度)及びクランク角度センサ28からのクランク角度で30°毎のパルス信号の間隔より把握される機関回転数Nよりコモンレール16の目標圧力Pcoの算出が行われる。即ち、メモリ中には負荷と回転数とに対する目標圧力Pcoのマップがあり、負荷L及び回転数Nの検出値に対応する目標圧力Pcoの補間演算が実行される。
【0016】
ステップ102 では圧力センサ26によるコモンレール圧力の検出値Pc が入力される。ステップ104 では圧力の目標値Pco>実測値Pc か否か判断され、目標値に未到達と判断されたときは、ステップ106 に進み、高圧ポンプ22(図1)はコモンレール16への燃料量が増加されるように制御される。一方、ステップ104 でPco>Pc でないとの判定のときはステップ108 に進み、Pco<Pc か否か判断される。Pco<Pc のときは、コモンレール圧力が目標値に達したと判断され、ステップ110 に進み、高圧ポンプ22(図1)はコモンレール16への燃料量が減少されるように制御される。このような制御によりコモンレール16に供給される燃料の圧力は機関運転条件に応じた所定値Pcoに制御される(図7の(ホ) 参照)。
【0017】
図4は燃料噴射ルーチンを示し、このルーチンはクランク角度センサ28からのクランク角度で30度毎のパルス信号の到来毎に実行されるクランク角度割り込みルーチン中に位置している。ステップ120 では第1気筒における燃料噴射信号の形成を行う時点か否か判断される。ディーゼル機関では燃料噴射は各気筒で圧縮上死点付近において実行され、従って、燃料噴射信号の形成のための演算はこの噴射の実行に先立った適当な余裕のある時期となるように適当に設定されている。図7でtc は第1気筒で燃料噴射演算を行うタイミングを表している。4気筒内燃機関ではこのタイミングはクランク角度で180 度毎に到来する。ステップ120 で第1気筒の噴射信号の形成を実行するべきタイミングと判断したときはステップ122 に進み、噴射量−開弁時間マップの補正を実行するマップ補正ルーチンを経てステップ124 に進む。このルーチンの内容については後で説明する。ステップ124 では負荷L及び回転数Nより基本燃料噴射量Q0 の算出が行われる。即ち、メモリ中には負荷及び回転数に対する基本燃料噴射量のマップがあり、ステップ124 ではそのときの負荷L及び回転数Nの検出値に対応する燃料噴射量Q0 の補間演算が実行される。
【0018】
次に、ステップ126 では圧力センサ26によって計測されるコモンレール16の燃料圧力Pc の読み込みが行われる。ステップ128 では燃料噴射量Q−燃料噴射時間τのマップより噴射時間τ0 の算出が行われる。即ち、メモリ中には燃料噴射量Qと、噴射時間τとのマップが設けられている。図8はQ−τマップを概念的に示している。即ち、燃料噴射量Qと噴射時間τとはコモンレール16の圧力Pc が一定であれば、一意的な関係にある。また、コモンレール16の圧力Pc が高くなると同一燃料噴射量を得るためのインジェクタ12の噴射時間は短縮される。一方、メモリには所定ピッチのコモンレール圧力毎に燃料噴射量Qと噴射時間τとの関係が格納されている。そして、ステップ126 で検出された現在のコモンレール16の圧力値Pc に対するQ−τ特性の補間演算を行うことにより、コモンレール圧力の算出値に対応するQ−τ特性が得られる。図9はこの補間演算がどのように行われるか説明している。即ち、コモンレール圧力の計測値を挟むマップ圧力でのQ−τ特性(図の例では計測圧力30 MPaとしたときコモンレール圧力=40 MPaのときのQ−τ特性と、コモンレール圧力=20 MPaのときのQ−τ特性)が選択される。所定間隔の噴射時間毎(例えば0.2 ms毎)に内挿が行われ、Pc =30に対応するQ−τ特性が図9の破線Lのように演算される。
【0019】
ステップ130 ではステップ128 で得られたそのときの計測コモンレール圧Pc でのQ−τ特性による燃料噴射時間の補間演算が行われる。即ち、基本燃料噴射量の計測値Q0 に対応した燃料噴射時間τ0 が図9のように補間演算される。
ステップ132 では、負荷L及び回転数Nより燃料噴射時期t0 の算出が行われる。即ち、メモリ中には負荷及び回転数に対する燃料噴射時期t0 のマップがあり、ステップ124 ではそのときの負荷L及び回転数Nの検出値に対応する燃料噴射時期t0 の補間演算が実行される。図7において(ニ) はインジェクタ12からの噴射における噴射率の変化を模式的に示している。ステップ126 で算出される燃料噴射時期t0 はインジェクタ12への燃料噴射信号が出力されてから(図7の(ロ))実際に噴口40からの燃料噴射が開始される時期となっている。
【0020】
ステップ134 ではインジェクタ12のソレノイド76(図2)への燃料噴射信号の開始時刻(噴射信号のオン時刻)ti 、及び噴射信号の停止時刻(噴射信号のオフ時刻)te の算出が行われる。即ち、図7の(ニ) のt0 に実際の噴射が開始されるようにインジェクタ12の各部の作動遅れ時間(δt )を考慮してインジェクタのオン時刻ti は算出され、一方、インジェクタ12のオフ時刻ti は時刻ti からステップ130 で算出される燃料噴射時間τ0 だけ経過後の時刻に相当する。
【0021】
ステップ136 はステップ134 で算出されたti ,te が制御回路24中の図示しない比較レジスタにセットされる。そのため、周知のように時刻ti が到来する第1気筒のインジェクタ12のソレノイド76にオン信号が印加され、所定の遅延の後時刻t0 が来ると燃料噴射が開始される。また、時刻te が来るとインジェクタの駆動信号がオフとされる。
【0022】
ステップ138 は第1気筒のインジェクタ12よりの燃料噴射に伴うコモンレール16の圧力降下の検出期間tA 〜tB の設定を示す。即ち、図7の(ホ) はインジェクタ12の噴射開始によるコモンレール16の圧力降下を示している。燃料噴射の前はコモンレールの圧力は内燃機関の運転条件で定まる前記所定圧力Pcoに制御されている。t0 でのインジェクタ12の開弁によりコモンレール16の圧力は降下を始める。PMIN はコモンレールの圧力の最小値を示している。インジェクタ12からの噴射の停止により、コモンレール16の圧力は増大し、図3で説明した制御によりコモンレールの圧力は所定値Pcoに復帰される。従って、インジェクタ12からの1回の燃料噴射の実行による圧力降下ΔPはPco−PMIN で表されるが、この圧力降下より現実の燃料噴射量を把握することができる。圧力降下の検出間tA 〜tB は燃料噴射後のコモンレールの圧力低下すると予測される時期に対して前後に適当な余裕をもって設定される。ステップ140 ではステップ138 で算出されたtA ,tB が制御回路の図示しない比較レジスタにセットされる。時刻tA が到来すると図7の(ハ) に示すように第1気筒の圧力降下検出期間であることを示すフラグ(F)がセットされ、時刻tB が到来するとこのフラグはリセットされる。
【0023】
ステップ142 では第2気筒の噴射演算タイミングにあるか否か、ステップ144 では第3気筒の噴射演算タイミングにあるか否か、ステップ146 では第4気筒の噴射演算タイミングにあるか否かが判断される。第2〜第4気筒の噴射演算タイミングと判断されたときの処理は第1気筒のについてのステップ122 〜140 の処理と同様であり、各気筒のQ−τマップの補正(ステップ122)、各気筒の基本噴射量Q0 、噴射時期t0 の演算(ステップ124-132)、噴射信号のセット(ステップ134-136)が行われ、また、各気筒について噴射によるコモンレール圧力検出期間の設定が行われる(ステップ138-140)。
【0024】
図5は圧力降下の検出ルーチンを示し、一定時間毎に実行される時間割り込みルーチン中に位置している。ステップ150 では第1気筒の噴射による圧力降下検出期間にあるか否かの判別が行われる。図7の(ハ) に示すように第1気筒の噴射後の期間tA 〜tB においてフラグFはセットされ、このF=1の場合にステップ150 よりステップ152 に進み、圧力センサ26による圧力計測値Pc が現在のコモンレール圧としてPi に入れられる。ステップ154 ではコモンレール圧力の最小値PMIN >Pi か否か判定される。PMIN >Pi との判定の場合はステップ156 に進み、PMIN をPi によって更新する。このような処理を行うことによって第1気筒の噴射によるコモンレール圧力の最小値PMIN を検出することができる。
【0025】
ステップ160 では第2気筒の圧力降下検出期間にあるか否か、ステップ162 では第3気筒の圧力降下検出期間にあるか否か、ステップ164 では第4気筒の圧力降下検出期間にあるか否かがそれぞれ判断される。第2〜第4気筒の圧力降下検出期間と判断されたときの処理は第1気筒のについてのステップ152 〜156 の処理と同様であり、各気筒の燃料噴射によるコモンレール圧力の最小値PMIN の検出が行われる。
【0026】
図6は図4のステップ122 で行われるマップ補正ルーチンの詳細を示す。ステップ168 ではエンジンが定常状態か否か判断される。この判断は、内燃機関の回転数又は負荷の時間変化が所定値より行うことができる。定常運転とすれば、ステップ170 に進み、ステップ170 ではコモンレール設定圧PcoよりPMIN を引き算することでは前回(クランク角度で720 度前)の第1気筒の噴射におけるコモンレール圧力の降下(ΔP)が算出され、この圧力降下より前回の噴射における実噴射量Q1 の算出が行われる。これは基本的には特開昭62−186034号公報に開示された方法と同一であり、コモンレール内の燃料温度、コモンレール容積より所定の計算式により演算することができる。ステップ172 では噴射量の演算値Q0 と実測値Q1 とからマップによる燃料噴射時間τの補正項Δtの算出が行われる。即ち、演算値Q0 のときの噴射時間のマップ値はτ0 であったが、実測値はQ1 であったから、補正項Δtは
Δt=((Q1 −Q0 )/Q0)×τ0
とすることができる。この発明では噴射量Q−噴射時間τのマップは各気筒毎に設けられているため初期状態では各気筒のマップの適合は行われているため補正の必要はない。従って、運転条件の変化に係わらず即座に所期の燃料噴射量を得ることができる。しかしながら、経時変化(噴口の詰まり等)によって噴射特性が代わって来るため補正の必要がでてくるのである。
【0027】
ステップ174 では補正項Δtが所定の上限値x(ガード値)より大きいか否か、ステップ176 では補正項Δtが所定の加減値−y(ガード値)より小さいか否か判別され、ガード値以内であれば、ステップ178 に進み、マップ値の補正が行われる。図10に示すように、マップ値の補正はその点Q0 ,τ0 を包囲するマップ上のマップ点A, B, C, Dについて燃料噴射時間τがΔtだけ補正される。即ち、図11において補正後のマップ点はA', B', C', D'によって表される。
【0028】
図6において補正された各気筒のQ−τマップはイグニッションキースイッチをオフとした後もその内容を保持できるフラッシュメモリ等に格納される。そのため、内燃機関を再始動した場合においても即座に各気筒について最適な燃料噴射制御を実行することができる。
図6において、補正量が過大又は過少な場合に異常(例えばインジェクタの噴口の詰まり)である旨の警報を運転者にむけ発するようにすることもができる。また、図6のルーチンは車両が一定時間走行毎に行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の燃料噴射装置を備えたディーゼル機関の全体概略図である。
【図2】図2は図1のインジェクタの詳細断面図である。
【図3】図3はコモンレール圧力制御ルーチンのフローチャートである。
【図4】図4は燃料噴射ルーチンのフローチャートである。
【図5】図5はコモンレール圧力降下検出ルーチンのフローチャートである。
【図6】図6は燃料噴射量−噴射時間マップの補正ルーチンのフローチャートである。
【図7】図7は燃料噴射装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図8】図8は燃料噴射量−燃料噴射時間マップを概略的に示す図である。
【図9】図9は燃料噴射量−燃料噴射時間マップの補間方法を説明する図である。
【図10】図10は燃料噴射量−燃料噴射時間マップの修正方法を説明する図である。
【図11】図11は燃料噴射量−燃料噴射時間マップの修正方法をより詳細に説明する図である。
【符号の説明】
10…ディーゼル内燃機関本体
12…燃料インジェクタ
14…高圧配管14
16…コモンレール
22…高圧ポンプ
24…制御回路
26…圧力センサ
28…クランク角度センサ
30…負荷センサ
34…ニードルボディ
38…ニードル
40…噴口
52…背圧室
54…電磁弁機構
60…筒状弁体
62…制御ポート
66…ドレインポート
76…ソレノイド
78…アーマチュア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and is intended to quickly correct a change in fuel injection characteristics due to a difference between cylinders and a change with time.
[0002]
[Prior art]
In a fuel injection internal combustion engine, the amount of fuel to be injected is calculated according to the engine speed and the engine load. Then, the injection time of the fuel injection valve is controlled so that the calculated amount of fuel is injected. However, the relationship between the injection amount and the injection time has a difference between the cylinders and changes depending on factors over time. For this reason, in the control based on the injection time, there is a possibility that the expected amount of fuel is not injected, or torque fluctuations occur due to variations in the fuel injection amount among the cylinders. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 62-186034, the amount of fuel actually injected from the fuel injection valve of each cylinder is grasped from the change in fuel pressure, and the actual fuel injection amount thus grasped is calculated. The calculation value of the next fuel injection amount is corrected based on the ratio of the fuel injection amount.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, the relationship between the injection amount and the injection time is common to all cylinders, and the injection amount differs from the intended value due to variations in the relationship between the injection amount and the injection time between the cylinders. In order to deal with the case, the next injection time is corrected by the ratio of the injection amount calculated in the injection of each cylinder and the injection amount calculated from the pressure drop. However, the relationship between the injection amount and the injection time is not a simple linear relationship, and the desired fuel injection amount cannot be obtained quickly in each cylinder only by the ratio between the actual measurement value and the calculated value of the injection amount.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to quickly and accurately correct a variation in characteristics of each cylinder regardless of a variation in injection characteristics so as to obtain an optimal fuel injection amount.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A fuel injection device for an internal combustion engine according to
Further, the invention of
Since the present invention is configured as described above, in particular, the reference map during steady operation in which various conditions such as changes in pump pressure, various internal combustion engine operating conditions, calculated values and actual measured values of the fuel injection amount are most stable. Since the valve opening time of each injector is calculated based on the corrected map, it is possible to obtain an effect that a precise and reliable fuel injection amount can be obtained in each cylinder.
[0006]
By detecting the fuel injection amount by the pressure drop of the pressure sensor provided on the common rail as in the invention of claim 4, the pressure drop of each cylinder is detected by using only one sensor common to the previous cylinder. It can be used for map correction of each cylinder, and the difference in fuel injection amount between cylinders and change with time can be prevented while reducing the cost.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below. In FIG. 1, 10 is a main body of a four-cylinder (multi-cylinder) diesel internal combustion engine, and 12 schematically shows a fuel injector provided in each cylinder. The
[0008]
The
[0009]
FIG. 2 shows the detailed structure of the
[0010]
A command piston 48 is provided in the
The electromagnetic valve mechanism 54 operates to control the opening and closing of the
[0011]
In a state where the
[0012]
By energizing the
[0013]
When the energization of the
[0014]
Next, the operation of the
[0015]
FIG. 3 shows a routine for controlling the fuel pressure of the
[0016]
In
[0017]
FIG. 4 shows a fuel injection routine, which is located in a crank angle interruption routine that is executed every time a pulse signal of every 30 degrees is received from the
[0018]
Next, at
[0019]
In
In
[0020]
In
[0021]
In
[0022]
Step 138 indicates the setting of the detection period t A to t B of the pressure drop of the
[0023]
In
[0024]
FIG. 5 shows a pressure drop detection routine, which is located in a time interruption routine executed at regular intervals. In
[0025]
In
[0026]
FIG. 6 shows the details of the map correction routine performed in
It can be. In the present invention, since the map of the injection amount Q-injection time τ is provided for each cylinder, the map of each cylinder is adapted in the initial state, and therefore no correction is necessary. Therefore, the desired fuel injection amount can be obtained immediately regardless of changes in operating conditions. However, since the injection characteristics change due to changes over time (such as clogging of the nozzle holes), correction is required.
[0027]
In
[0028]
The Q-τ map of each cylinder corrected in FIG. 6 is stored in a flash memory or the like that can retain the contents even after the ignition key switch is turned off. Therefore, even when the internal combustion engine is restarted, the optimum fuel injection control can be executed for each cylinder immediately.
In FIG. 6, when the correction amount is excessive or small, an alarm indicating that the abnormality (for example, clogging of the injector nozzle) has occurred can be issued to the driver. Further, the routine of FIG. 6 may be performed every time the vehicle travels for a certain period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic view of a diesel engine equipped with a fuel injection device according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of the injector of FIG.
FIG. 3 is a flowchart of a common rail pressure control routine.
FIG. 4 is a flowchart of a fuel injection routine.
FIG. 5 is a flowchart of a common rail pressure drop detection routine.
FIG. 6 is a flowchart of a fuel injection amount-injection time map correction routine.
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the fuel injection device.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a fuel injection amount-fuel injection time map;
FIG. 9 is a diagram for explaining an interpolation method of a fuel injection amount-fuel injection time map;
FIG. 10 is a diagram for explaining a method for correcting a fuel injection amount-fuel injection time map;
FIG. 11 is a diagram for explaining in more detail a method for correcting a fuel injection amount-fuel injection time map;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (2)
各気筒の燃料インジェクタに接続されるコモンレールと、
コモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを備え、内燃機関の運転条件に応じた値に制御するコモンレール圧力制御機構と、
内燃機関の各運転条件に適合した燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
燃料噴射量算出手段により算出される燃料噴射量を得るため燃料インジェクタの開弁時間を気筒毎に格納した参照マップと、
内燃機関の運転中に燃料インジェクタの開弁時間を各気筒毎に前記参照マップより算出し、対応の燃料インジェクタに出力するインジェクタ駆動信号形成手段と、
燃料インジェクタから現実に噴射される燃料の量を圧力センサによるコモンレール圧の変化から各気筒毎に実測する燃料噴射量実測手段と、
各気筒の噴射において、燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の計算値と燃料噴射量実測手段による燃料噴射量の実測値とによってそれぞれの参照マップを個別的に修正する手段とを具備してなる内燃機関の燃料噴射装置において、
前記燃料噴射量実測手段により実測されるコモンレール圧の変化は、定常運転時のそれぞれの同一気筒における最小圧力値と目標圧力値との差とし、前記それぞれの参照マップを個別的に修正する手段の燃料噴射量の計算値及び実測値は、定常運転時のそれぞれの同一気筒における燃料噴射量の計算値及び実測値とすることによって、それぞれの参照マップを修正すると共に各修正されたマップに基づいて定常運転時における燃料噴射量の計算値に対応する各燃料インジェクタの開弁時間の算出を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。A fuel injector provided in each cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine;
A common rail connected to the fuel injector of each cylinder;
A common rail pressure control mechanism that includes a fuel pressure sensor that detects the fuel pressure in the common rail, and controls the fuel pressure to a value according to the operating conditions of the internal combustion engine;
A fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount suitable for each operating condition of the internal combustion engine;
A reference map in which the valve opening time of the fuel injector is stored for each cylinder in order to obtain the fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculating means;
Injector drive signal forming means for calculating the valve opening time of the fuel injector for each cylinder during operation of the internal combustion engine from the reference map and outputting to the corresponding fuel injector;
Fuel injection amount measuring means for actually measuring the amount of fuel actually injected from the fuel injector for each cylinder from a change in common rail pressure by a pressure sensor;
In each cylinder injection, there is provided means for individually correcting each reference map based on the calculated value of the fuel injection amount by the fuel injection amount calculating means and the actually measured value of the fuel injection amount by the fuel injection amount actualizing means. In a fuel injection device for an internal combustion engine,
The change in the common rail pressure measured by the fuel injection amount measuring means is a difference between the minimum pressure value and the target pressure value in each of the same cylinders during steady operation, and each of the reference maps is individually corrected. The calculated value and the actually measured value of the fuel injection amount are set to the calculated value and the actually measured value of the fuel injection amount in the same cylinder at the time of steady operation, thereby correcting each reference map and based on each corrected map. A fuel injection device for an internal combustion engine that calculates a valve opening time of each fuel injector corresponding to a calculated value of a fuel injection amount during steady operation.
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